計算書第頁中壩小學校遷建項目(一期)計算書

目錄TOC\o"1-3"\u一、 基本信息 41.1 工程概況 41.2 技術標準 41.3 主要規范 41.4 結構概述 41.5 主要材料及材料性能 51.5.1 混凝土 51.5.2 預應力鋼筋 51.5.3 普通鋼筋 61.6 計算原則、內容及控制標準 6二、 模型建立及分析 62.1 計算模型 62.2 荷載工況及荷載組合 6三、 持久狀況承載能力極限狀態 103.1 正截面抗彎驗算 103.2 斜截面抗剪驗算 103.3 正截面抗壓驗算 113.4 抗扭驗算 12四、 持久狀況正常使用極限狀態 124.1 正截面抗裂驗算 124.2 頂底板斜截面抗裂驗算 144.3 腹板斜截面抗裂驗算 144.4 撓度驗算及預拱度 15五、 持久狀況應力驗算 155.1 正截面壓應力驗算 155.2 斜截面主壓應力驗算 165.3 預應力鋼筋拉應力驗算 17六、 短暫狀況應力驗算 186.1 法向應力驗算 18七、 下部結構驗算 197.1單樁軸向受壓承載力驗算 197.2鋼筋混凝土軸心受壓構件正截面抗壓承載力驗算 207.3鋼筋混凝土軸心受壓構件正截面抗壓承載力驗算 21

基本信息工程概況中壩小學校遷建項目(一期)(道路橋梁工程)位于酉陽縣丁市鎮中壩村，項目包含橋梁共1座，橋梁起點樁號K0+000，終點樁號K0+016.2，全長16.2m，橋寬7m。技術標準設計程序：CivilDesigner設計安全等級：二級橋梁重要性系數：1.0主要規范《公路工程技術標準》(JTGB01-2014)《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2015)，以下簡稱《通規》；《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG3362-2018)，以下簡稱《橋規》；《公路橋梁抗震設計規范》（JTG/T2231–01―2020）《城市橋梁設計規范》(CJJ11-2011)《城市橋梁抗震設計規范》（CJJ1662011）《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTGD63-2019）結構概述上部結構采用后張法預制空心板，空心板梁高0.9m（含0.15m整體化現澆層），下部結構采用輕型橋臺，樁基礎。主要材料及材料性能混凝土表SEQ表\*ARABIC1混凝土材料及材料性能表強度等級彈性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比容重(kN/m3)線膨脹系數fck(MPa)ftk(MPa)fcd(MPa)ftd(MPa)C5034500.00013800.0000.20025.0001e-00532.4002.65022.4001.830預應力鋼筋表SEQ表\*ARABIC2預應力鋼筋材料及材料性能表預應力鋼筋材料名稱彈性模量(MPa)容重(kN/m3)線膨脹系數fpk(MPa)fpd(MPa)f'pd(MPa)單根鋼絞線195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.000表SEQ表\*ARABIC3預應力鋼筋特性值表預應力鋼筋名稱鋼束總面積(mm2)張拉控制應力(MPa)張拉控制力(kN)管道直徑(mm)μk錨具變形(mm)松弛系數超張拉單根鋼絞線139.0001302.000180978.00055.0000.2001.5e-0066.0000.3否普通鋼筋表SEQ表\*ARABIC4普通鋼筋材料及材料性能表普通鋼筋彈性模量(MPa)容重(KN/m3)fsk(MPa)fsd(MPa)f'sd(MPa)HRB300210000.00076.980300.000250.000250.000HRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRBF400200000.00076.980400.000330.000330.000RRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRB500200000.00076.980500.000415.000400.000計算原則、內容及控制標準計算書中將采用midasCivilDesigner對橋梁進行設計，并以《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2015）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG3362-2018）為標準，按部分預應力（A類）混凝土結構進行驗算。模型建立及分析計算模型圖SEQ圖\*ARABIC1模型視圖節點數量：15個；單元數量：14個；邊界條件數量：2個；施工階段數量：2個，施工步驟如下： 施工階段1:存梁架梁；90.0天； 施工階段2:二期；1.0天；荷載工況及荷載組合自重自重系數：-1.02可變荷載活載：汽車荷載，橋梁等級為公路II級；對于汽車荷載縱向整體沖擊系數μ，按照《公路橋涵通用設計規范》第4.3.2條，沖擊系數μ可按下式計算：EQ當f＜1.5Hz時，μ＝0.05；EQ當1.5Hz≤f≤14Hz時，μ＝0.1767ln(f)－0.0157；EQ當f＞14Hz時，μ＝0.45；根據規范，計算的結構基頻f=7.50Hz，沖擊系數μ=0.340。荷載組合表SEQ表\*ARABIC5荷載工況序號工況名稱描述1鋼束二次TS2恒荷載DL3鋼束一次TP4梯度升溫TPG5整體降溫T16整體升溫T7梯度降溫TPG18收縮二次SS9徐變二次CS10汽車荷載M荷載組合列表： 基本1:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本2:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M); 基本3:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T)+1.400(TPG); 基本4:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T)+1.400(TPG1); 基本5:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T1)+1.400(TPG); 基本6:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T1)+1.400(TPG1); 基本7:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T)+1.050(TPG); 基本8:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T)+1.050(TPG1); 基本9:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T1)+1.050(TPG); 基本10:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T1)+1.050(TPG1); 基本11:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本12:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M); 基本13:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T)+1.400(TPG); 基本14:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T)+1.400(TPG1); 基本15:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T1)+1.400(TPG); 基本16:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(T1)+1.400(TPG1); 基本17:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T)+1.050(TPG); 基本18:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T)+1.050(TPG1); 基本19:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T1)+1.050(TPG); 基本20:基本；1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(T1)+1.050(TPG1); 頻遇1:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+0.800(TPG); 頻遇2:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+0.800(TPG1); 頻遇3:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+0.800(TPG); 頻遇4:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+0.800(TPG1); 頻遇5:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.522(M); 頻遇6:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.522(M)+1.000(T)+0.800(TPG); 頻遇7:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.522(M)+1.000(T)+0.800(TPG1); 頻遇8:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.522(M)+1.000(T1)+0.800(TPG); 頻遇9:頻遇；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.522(M)+1.000(T1)+0.800(TPG1); 準永久1:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+0.800(TPG); 準永久2:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+0.800(TPG1); 準永久3:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+0.800(TPG); 準永久4:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+0.800(TPG1); 準永久5:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.298(M); 準永久6:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.298(M)+1.000(T)+0.800(TPG); 準永久7:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.298(M)+1.000(T)+0.800(TPG1); 準永久8:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.298(M)+1.000(T1)+0.800(TPG); 準永久9:準永久；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.298(M)+1.000(T1)+0.800(TPG1); 撓度1:撓度；1.000(DL)+0.522(M); 撓度2:撓度；0.522(M); 撓度3:撓度；1.000(DL)+0.261(M); 應力1:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+1.000(TPG); 應力2:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T)+1.000(TPG1); 應力3:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+1.000(TPG); 應力4:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(T1)+1.000(TPG1); 應力5:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M); 應力6:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(T)+1.000(TPG); 應力7:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(T)+1.000(TPG1); 應力8:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(T1)+1.000(TPG); 應力9:標準；1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(T1)+1.000(TPG1);持久狀況承載能力極限狀態正截面抗彎驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC1持久狀況正截面抗彎驗算包絡圖結論：按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；斜截面抗剪驗算取支點附近截面進行驗算。驗算位置處截面有效高度:h0=h-a=900.000-246.210=653.790mm驗算位置處截面剪力組合設計值:Vd=-507072.534Nγ0*Vd=-507072.534N斜截面水平投影長度:規范【5.2.10】C=0.6*m*h0=0.6*3.000*653.790=1176.822mm抗剪截面驗算斜截面范圍內剪力設計值最不利值(組合[基本17],12號單元0.000位置處):γ0*Vd=-507072.534N抗剪截面驗算斜截面范圍內有效高度最不利值(12號單元0.000位置處):h0=h-a=900.000-246.210=653.790mm|γ0*Vd|>0.51*sqrt(fcu,k)*b*h0規范【5.2.11】=0.51*sqrt(50.000)*1880*653.790=4432526.096N結論：按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；按照《橋規》第5.2.11條進行抗剪截面驗算，滿足規范要求；正截面抗壓驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC2持久狀況正截面抗壓驗算包絡圖結論：按照《橋規》第5.1.2-1條公式EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；抗扭驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC3持久狀況抗扭驗算(扭矩)包絡圖圖表SEQ圖表\*ARABIC4持久狀況抗扭驗算(剪力)包絡圖結論：按照《橋規》第5.1.2-1條公式EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；按照《橋規》第5.5.3條進行截面驗算，滿足規范要求；持久狀況正常使用極限狀態正截面抗裂驗算全預應力混凝土構件，在作用（荷載）頻遇效應組合下，應符合下列條件：預制構件：σst-0.85σpc≤0分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構件：σst-0.80σpc≤0A類預應力混凝土構件，在作用（荷載）頻遇效應組合下，應符合下列條件：σst-σpc≤0.7ftkA類預應力混凝土構件，在作用（荷載）準永久效應組合下，應符合下列條件：σlt-σpc≤0B類預應力混凝土構件，在結構自重作用下控制截面受拉邊緣不得消壓：σt-σpc≤0圖表SEQ圖表\*ARABIC5使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-頂）包絡圖圖表SEQ圖表\*ARABIC6使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-底）包絡圖結論：按照《橋規》第6.3.1-3條公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：頂緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.985MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；底緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.286MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；頂底板斜截面抗裂驗算對于全預應力混凝土構件，應符合下列條件：預制構件：σtp≤0.6ftk現場澆筑（包括預制拼裝）構件：σtp≤0.4ftkA類和B類預應力混凝土構件，應符合下列條件：預制構件：σtp≤0.7ftk現場澆筑（包括預制拼裝）構件：σtp≤0.5ftk圖表SEQ圖表\*ARABIC7使用階段頂底板斜截面抗裂驗算包絡圖結論：按照《橋規》第6.3.1-7條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=1.008MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；腹板斜截面抗裂驗算對于全預應力混凝土構件，應符合下列條件：預制構件：σtp≤0.6ftk現場澆筑（包括預制拼裝）構件：σtp≤0.4ftkA類預應力混凝土構件，應符合下列條件：預制構件：σtp≤0.7ftkB類預應力混凝土構件，應符合下列條件：預制構件：σtp≤0.7ftk現場澆筑（包括預制拼裝）構件：σtp≤0.5ftk圖表SEQ圖表\*ARABIC8使用階段腹板斜截面抗裂驗算包絡圖結論：按照《橋規》第6.3.1-7條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=1.438MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；撓度驗算及預拱度按《橋規》第6.5.3條規定，鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件計算的長期撓度值，由汽車荷載（不計沖擊系數）和人群荷載頻遇組合在梁式橋主梁產生的最大撓度不應超過計算跨徑的1/600，在梁式橋主梁懸臂端產生的最大撓度不應超過懸臂長度的1/300.結論：按照《橋規》第6.5.3條驗算：7號節點汽車荷載（不計沖擊系數）和人群荷載頻遇組合最大撓度設計值fd=3.760≤最大撓度允許值fn=23.333，滿足規范要求；按《橋規》第6.5.5條規定，設置預拱度值。表SEQ表\*ARABIC6撓度驗算及預拱度表格梁-孔構件類型梁類型跨徑(m)節點Ms(KN.m)Mcr(KN.m)fa(m)fd(m)fn(m)撓度驗算結果預拱值C(m)1-1PSC-A跨徑內14.00070.0000.000-0.0110.0040.023OK0.000持久狀況應力驗算正截面壓應力驗算按《橋規》第7.1.5-1條公式，荷載取其標準值，汽車荷載考慮沖擊系數。受壓區混凝土的最大壓應力：未開裂構件：σkc+σpc≤0.5fck允許開裂構件：σcc≤0.5fck圖表SEQ圖表\*ARABIC9使用階段正截面壓應力驗算(頂)包絡圖圖表SEQ圖表\*ARABIC10使用階段正截面壓應力驗算(底)包絡圖結論：按照《橋規》第7.1.5-1條公式EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)≤0.5f\s\do4(ck)驗算：頂緣EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=7.603MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，滿足規范要求；底緣EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=6.791MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，滿足規范要求；斜截面主壓應力驗算按《橋規》第7.1.6條公式，混凝土的主壓應力應符合下式規定：σcp≤0.6fck；圖表SEQ圖表\*ARABIC11使用階段斜截面主壓應力包絡圖結論：按照《橋規》第7.1.6-1條公式驗算：EQσ\s\do4(cp)=7.631MPa≤EQ0.60f\s\do4(ck)=19.440MPa，滿足規范要求；預應力鋼筋拉應力驗算按《橋規》7.1.5-2條公式、第7.1.5-3條公式、第7.1.5-4條公式，荷載取其標準值，汽車荷載考慮沖擊系數。受拉區預應力鋼筋的最大拉應力：1）對體內預應力鋼絞線、鋼絲未開裂構件：σpe+σp≤0.65fpk允許開裂構件：σpo+σp≤0.65fpk2）對體外預應力鋼絞線：σpe,ex≤0.60fpk3）對預應力螺紋鋼筋未開裂構件：σpe+σp≤0.75fpk允許開裂構件:σpo+σp≤0.75fpk結論：按照《橋規》第7.1.5-2條公式EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)≤0.65EQf\s\do4(pk),鋼絞線1860驗算：EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)=1150.281MPa≤EQf\s\do4(pk)=1209.000MPa，滿足規范要求；短暫狀況應力驗算法向應力驗算按《橋規》第7.2.8條，截面邊緣混凝土的法向應力應符合下式規定：σtcc≤0.7fck’圖表SEQ圖表\*ARABIC12施工階段法向應力驗算(頂)包絡圖圖表SEQ圖表\*ARABIC13施工階段法向應力驗算(底)包絡圖結論：按照《橋規》第7.2.8條公式EQσ\s\do4(tcc)≤0.7f\s\do4(ck)’驗算：頂緣EQσ\s\do4(tcc)=1.281MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，滿足規范要求；底緣EQσ\s\do4(tcc)=6.533MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，滿足規范要求；下部結構驗算7.1單樁軸向受壓承載力驗算按《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG3363-2019）對樁基礎進行驗算。驗算結果如下表所示，驗算得下部結構樁基承載能力滿足要求，安全系數為10.03.圖表18下部結構樁基礎驗算6.3.7支承在基巖上或嵌入基巖內的鉆（挖）孔樁、沉樁的單樁軸向受壓承載力容許值[Ra]（JTGD63-2018）樁基直徑d1.20m樁在局部沖刷線以上的有效長度l10m樁在局部沖刷線以下的有效長度l242.5m各土層的厚度li36.436.4m00m1.01.0m土層的側阻力標準值qik00kPa00kPa180180kPa覆蓋層土的側阻發揮系數ζs0.2樁嵌入各巖層部分的厚度hi5.12.6m0.00.0m0.00.0樁側巖石飽和單軸抗壓強度標準值frki3280032800kPa00kPa00巖層的側阻發揮系數c2i0.030.030.030.030.030.03樁端巖石飽和單軸抗壓強度標準值frk32800kPa端阻發揮系數c10.36樁端截面面積Ap1.1m2各土層或各巖層部分樁身周長